DE3136366A1

DE3136366A1 - Elektrodenpolster

Info

Publication number: DE3136366A1
Application number: DE19813136366
Authority: DE
Inventors: Katsuo Matsumoto; Yoshiyuki Ibaraki Osaka Okada; Katsuhiro Yamamoto
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-04-07
Also published as: DE3136366C2

Description

Elektrodenpolster
Die Erfindung betrifft ein Elektrode.npolsterv insbesondere ein Elektrodenpolster, durch welches elektrische Signale des lebenden Körpers auf ein elektrisches Aufzeichnungsgerät übertragen werden könnnen, wie zoBB einen Elektrokardiograph oder einen Elektroencephalograph.
Der Kontakt zwischen einer Elektrodenendplatte allein und dem lebenden Körper schafft keine ausreichende Elektroleitfähigkeit, so dass es aus diesem Grunde nicht möglich ist, exakte elektrische Signale vom lebenden Körper zu erhalten Um diesen Nachteil zu überwinden, hat man eine pastöse, elektrisch leitfähige Creme zwischen der Elektrodenendplatte und dem lebenden Körper verwendet. Bei Verwendung dieser Creme erhält man eine Reduktion des Grundgeräusches; es ist jedoch schwierig, diese Creme zu handhaben und insbesondere ist die Entfernung der restlichen Creme vom lebenden Körper oder von der Elektrode nach deren Verwendung mühsam und lästig.
Es wurde in letzter Zeit eine Elektrode vorgeschlagen, bei welcher eine Elektrodenendplatte mit einem elektrisch leitenden Gelkissen kombiniert ist, welches ein vernetztes Hydrogel aus Polyvinylalkohol, das einen porösen Träger durchdringt, umfasst. Da jedoch das Hydrogel eine niedere Kohäsionskraft besitzt (wodurch es notwendig ist, dass der Träger als Gelunterlage verwendet wird), bleibt das Hydrogel zu einem gewissen Masse nach der Verwendung auf dem lebenden Körper zurück bzw. haftet an demselben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Es wurden daher ausgedehnte Versuche unternommen, um ein Elektrodenpolster zu schaffen, welches stark am lebenden Körper (z.B. der menschlichen Haut) anhaftet, ohne dass sich ein Hohlraum zwischen dem lebenden Körper und dem Elektrodenpolster bildet, wodurch es möglich ist, von Beginn eines elektrischen Stormflusses an eine stabile Aufzeichnung zu erhalten. Ausserdem soll das Elektrodenpolster leicht gehandhabt werden können.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Elektrodenpolster geschaffen wird, welches ein stark anhaftendes bzw. klebriges quervernetztes Hydrogelpolster umfasst, welches an der Elektrodenendplatte haftet.
Ausserdem wird gemäss der Erfindung ein Elektrodenpolster zur Verfügung gestellt, welches ein klebriges, quervernetztes Hydrogelpolster umfasst, das in dem Elektrodenpolster mindestens eine Schicht eines gewebten oder nicht-gewebten Materials einschliesst.
Nach einer weiteren Ausführungsform gemäss der Erfindung wird ein Elektrodenpolster zur Verfügung gestellt, welches ein klebriges, quervernetztes Hydrogelpolster umfasst, das mindestens eine Schicht aus einem gewebten oder nichtS gewebten Material in dem Elektrodenpolster einschliesst und ausserdem eine Filmumrandung auf der Seite des Elektrodenpolsters aufweist, die dem Kontakt zur Haut eines lebenden Körpers dienen soll.
Die Fig. 1 bis 6 sollen die Merkmale gemäss der Erfindung näher erläutern: Fig. 1 stellt eine Querschnittsansicht einer Elektrode nach einer bevorzugten Aus#£ührungsform gemäss der Erfindung dar; Fig. 2 stellen Querschnitte von Elektroden nach modifizierten und 3 Ausführungsformen gemäss der Erfindung dar; Fig. 4 ist ein Querschnitt der Elektrode nach einer weiteren Ausführungsform gemäss der Erfindung; Fig 5 ist eine Aufsicht auf eine Elektrode nach einer weiteren Ausführungsform gemäss der Erfindung, und Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht einer Elektrode nach einer weiteren Ausführungsform gemäss der Erfinaung.
In der gesamten Beschreibung bedeutet die Bezeichnung 6'Elektrode' eine Kombination aus einer Elektrodenendplatte und einem Elektrodenpolster. D.h., um eine Elektrode zu konstruieren wird ein Elektrodenpolster auf einer Elektrodenendplatte gebildet.
Das Hydrogel gemäss der Erfindung wird im allgemeinen aus einem hydrophilen Polymer, Wasser und einer Verneztungskomponente hergestellt. Vorzugweise besteht das Hydrogel gemäss der Erfindung aus (1) mindestens einer Verbindung aus der Gruppe Polyacrylsäure und .Polyacrylsäuresalz, (2) Wasser, t-ld (3) einer Komponente, welche mindestens zwei Epoxygruppen im Molekül (als Vernetzungskomponente ) aufweist.
Die Polyacrylsäure und das Polyacrylsäuresalz, die gemäss der Erfindung verwendet werden können, weisen einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von ca. 100 bis 100.000 auf. Spezifische Beispiele von Acrylsäuresalzen umfassen Natriumpolyacrylat, Triethanolamin-Polyacrylat, Ammoniumpolyacrylat oder Kaliumpolyacrylat. Die Menge an Polyacrylsäure und/oder Polyacrylsauresalz beträgt von ca. 1 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Hydrogels.
Spezifische Beispiele der Verbindung, welche mindestens zwei Epoxygruppen in dem Molekül aufweist, wie sie gemäss der Erfindung verwendet wird, umfassen Triglycidylisocyanurat, Polyehtylenglycol-Diglycidylether, Ethylenglycol-Diglycidylether, Glycerindiglycidylether, Glycerintriglycicylether und dergleichen. Die Menge der verwendeten Verbindung beträgt von ca.
0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Hydrogels.
Die feste Haftung bzw. die Klebrigkeit des Hydrogels kann durch die Menge der Vernetzungskomponente kontrolliert werden. Wenn die Menge an Vernetzungskomponente erhöht wird, so nimmt die Festigkeit des Hydrogels zu; es besteht jedoch die Tendenz, dass die Klebrigkeit abnimmt.
Das Hydrogel gemäss der Erfindung kann weitere Additive enthalten, wie z.B. einen mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden Alkohol als Klebrigmacher (z.B. Glycerin, Propylenglycol oder Polyethylenglycol), ein elektrolytisches Material (z.B. Natriumchlorid oder Kaliumchlorid), ein den pH-Wert kontrollierendes Agens, ein Agens, welches Flexibilität verleiht, ein antifungales Agens und dergleichen. Die Gesamtmenge der Additive beträgt vonca. 3 bis 30 Gew#-%, bezogen auf das Gewicht des Hydrogels wasser kann in dem Hydrogel in einer Menge von ca. 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Hydrogels e vorliegen,' Wasser hat die Funktion, dem Hydrogel die er£-orderliche Elektroleitfähigkeit zur Ubertragung der elektrischen Signale zu verleihen; die Elektroleitfähigkeit wird jedoch im weiteren durch Zugabe von Elektrolyten erhöht. Ausserdem verleiht Wasser dem Elektrodenpolster die gute Haftung bzw. klebrigkeit.
Das Hydrogel gemäss der Erfindung verfügt über eine ausgeo eichnete Haftung bzw. Klebrigkeit, um am lebenden Körper zu haften und weist ausserdem eine gute Elektroleitfähigkeit D f.Deshalb wird gemäss der Erfindung ein besonders gut geeignetes Elektrodenpolster erhalten.
@@@ das Elektrodenpolster gemäss der Erfindung besitzt folgende Struktur: Das klebrige, vernetztes Hydrogelpolster wird so auf der Elektrodenendplatte gebildet, dass es einen Kontakt mit dem lebenden Körper herstellt; aus diesem Grunde bildet sich kein Hohlraum zwischen dem Elektrodenpolster und dem Körper. Das Elektrodenpolster gemäss der Erfindung weist ausserdem aufgrund des synergistischen Effektes von Wasser und dem Elektrolytmaterial eine ausgezeichnete Elektroleitfähigkeit auf. Darüber hinaus hat das Elektrodenpolster den Vorteil, dass die Vernetzungsdichte hoch ist, so dass das Hydrogel nach der Verwendung nicht am Körper zurückgehalten wird.
Die Form des Hydrogelpolsters ist nicht speziell limitiert.
#~###ilgemeinen wird ein Hydrogelpolster in Form einer runden oder quadratischen Platte verwendet.
Auch die Grösse des Hydrogelpolsters ist nicht limitiert; Sie richtet sich nach der jeweiligen Verwendung. Vom praktischen Standpunkt Aus ist eine Grösse von ca. 0,5 bis 4 cm (Seitenlänge für eine quadratische Platte oder Durchmesser für eine Rundescheibe) bevorzugt.
Die Dicke des Hydrogelpolsters beträgt im allgemeinen ca.
0,5 bis 10 mm. Wenn die Dicke unterhalb ca. 0,5 mm liegt, ist der Kontakt mit dem Körper schlecht; wenn andererseits die Dicke mehr als 10 mm beträgt, ist es unmöglich, die Elektrode am menschlichen Körper stabil zu fixieren.
Ein repräsentatives Beispiel eines Elektrodenpolsters bzw.
;kissens bzw. -unterlage nach einer Ausführungsform gemäss der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, worin 1 eine elektrische Leitung, 2 eine metallische Elektrodenendplatte, 3 ein klebriges, vernetztes Hydrogelpolster, welches äquivalent dem Elektrodenpolster 5 ist, und 6 einen Teil eines lebenden Körpers darstellt.
Modifizierte Beispiele eines Elektrodenpolsters gemäss der Erfindung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt, worin 1, 2 und 3 (=5) die vorstehend angegebenen Bedeutungen haben, 7 in der Fig. 2 einen Sauggummi zur Haftung einer Elektrode an einem lebenden Körper (in diesem Fall stellt das Elektrodenpolster einen hohlen Typ dar) und 8 in Fig. 3 einen Träger (z.B.
ein Gummi), um die Elektrodenendplatte und das Elektrodenpolster zu fixieren, bedeuten.
Um das Abschälen des Hydrogels vom Körper nach der Verwendung zu verbessern, bringt man in dem Hydrogelpolster mindestens eine Schicht, bestehend aus einem gewebten Material oder einem netzartigen nicht-gewebten Material an.
Die Anordnung des gewebten Materials oder des netzartigen, nicht-gewebten Materials unterstützt das Hydrogelpolster, wodurch sich eine leichte Handhabung ergibt, die Selbsthaftung von Hydrogelen, die beim Handhaben eine spärische Form annehmen, vermieden wird, und die Ausdehnung des Hydrogelpolsters verhindert wird, wenn dieses von der Haut abgeschält wird. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, dass das entsprechende gewebte oder nicht gewebte Material eine Abstossungskraft in einem bestimmten Masse aufweist.
Die Maschenweite des gewebten Materials oder des netzartigen nicht-gewebten Materials beträgt von ca. 0U1 bis 5 mm. Wenn die Maschengrösse weniger als ca. 8,1 mm beträgt, so dringt das Hydrogel nicht in ausreichendem Masse in das Gewebe ein Dadurch ergibt sich, dass der elektrische Stromfluss gestört wird, so dass sich infolge dessen während der Messung ein elektrisches Geräusch ergibt. Wenn andererseits die Maschengrösse über ca. 5,0 mm liegt, so ist die selbsttragende Eigen-.
schaft des Gewebes schlecht Die Dicke des gewebten oder netzartigen nicht-gewebten Materials ist nicht besonders limitiert. Vom praktischen Standpunkt beträgt sie im allgemeinen von ca. 50 bis 400 Fm.
Auch hinsichtlich der Beschaffenheit des gewebten oder nichtgewebten Materials bestehen keine besonderen Begrenzungen. Es können übliche natürliche und synthetische Fasern verwendet werden. Geeignete Beispiele sind insbesondere Polyester, Kunstseide und dergleichen.
Vorzugsweise werden zwei Schichten des gewebten oder netzartigen nicht-gewebten Materials in der Nähe der Oberflächen des Sydrogelpolsters angordnet.
Ein geeignetes Beispiel nach einer weiteren Ausführungsform gemäss der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Gemäss Fig. 4 wird ein scheibenartiges Elektrodenpolster 5 mit einer Dicke von 2 mm, welches durch Aufbringen eines gewebten Materials 4 aus Polyester mit einer Maschengrösse von 1 mm in der Nähe der Oberflächen des Hydrogelpolsters 3 hergestellt wurde, auf eine Metallscheibe (Elektrodenendplatte) 2 mit einem Durchmesser von 20 mm haftend aufgebracht, wobei die Elektrodenendplatte die elektrische Leitung 1 aufweist. Das Elektrodenpolster wird haftend auf der Haut 6 angebracht, so dass das Polster in Kontakt mit der Haut ist.
Um im weiteren das Abschälen des Hydrogelpolsters von der Haut zu verbessern, insbesondere um zu erreichen, dass, wenn die Elektrode vom lebenden Körper entfernt werden soll, indem nach der Anwendung die Elektrodenendplatte abgezogen wird, sich das Elektrodenpolster leicht von der Haut abtrennen lässt, aber immer noch genügend an der Elektrodenendplattet haftet, wird nach einer weiteren Ausführungsform (Fig. 5) eine Umrandung eines Films so auf das Hydrogelpolster aufgebracht, dass dieses in Kontakt mit der Haut ist (d.h. auf der Seite, welche in Kontakt mit der Haut ist).
Das Material für die Filmumrandung ist nicht besonders begrenzt, wenn die Seite, die in Kontakt mit der Haut ist, nicht klebrig ist. Papiere, nicht-gewebte Materialien, Kunststoffe und dergleichen können verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Kunststoffe.
Die Dicke der Umrandung bzw. des Rahmens beträgt im allgemeinen 10 bis. 300 ßm.
Die Breite der Umrandung variiert in Abhängigkeit -verschiedener Faktoren, wie z.B. der Grösse des Polsters. Vom praktischen Standpunkt liegt sie zwischen ca. 2 und-8 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 5 mm In Fig. 5 haben die Bezeichnungen 2o a und 5 die vorstehend angegebenen Bedeutungen, 9 bedeutet die Filmumrandung.
Um die Bearbeitbarkeit des #lektrodenpolsters während seiner Verwendung zu verbessern ausser der vorstehend beschriebenen Anordnung der Filmumrandung, kann nach dem Verfahren gearbetet werden, dass das Hydrogelpolster eine zweischichtige Struktur aufweist, worin eine Schichte welche in Kontakt mit der Elektrodenendplatte ist, eine stark anhaftende bzw. klebrige Schicht, und eine andere Schichte welche in Kontakt mit dem lebenden Körper ist, eine wenig klebrige oder nicht klebrige Schicht darstellt (P'ig 6)2 In Fig. 6 haben die Bezeichnungen 1 bis 6 die vorstehend angebenen Bedeutungen, 3' stellt eine schwach klebrige oder nicht klebrige Hydrogeischicht dar Die schwach klebrige oder nicht klebrige Schicht kann auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass die Menge der Vernetzungskomponente in der Zusammensetzung des Hydrogels kontrolliert wird.
Das Dickenverhältnis der stark klebrigen Schicht 3 und der schwach klebrigen oder nicht klebrigen Schicht 3' kann beliebig gewählt werden.
Das Elektrodenpolster gemäss der Erfindung enthält Feuchtigkeit oder Salz, so dass es möglich ist, dass die Elektrodenendplatte aufgrund des Materials korrodiert werden könnte.
Es ist deshalb vorzuziehen, dass die Elektrodenendplatte und das Elektrodenpolster bis zu deren Verwendung separat gehalten werden.
In den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 bis 5 kann die Elektrode aufgrund der Klebrigkeit des Elektrodenpolsters am lebenden Körper fixiert werden.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6, in welchem sich der lebende Körper bewegt, die Elektrodenendplatte schwer ist und ebenfalls die Elektrode vertikal auf dem lebenden Körper fixiert ist, muss die Elektrode unter Verwendung eines Fixierbandes fixiert werden, wie z.B. eines Heftpflasters, einer Klemme oder Klammer oder dergleichen.
Leerseite

Claims

Elektrodenpolster P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektrodenpolster, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass es ein festhaftendes, quervernetztes Hydrogel umfasst.
2 Elektrodenpolster gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Hydrogel mindestens eine Verbindung aus der Gruppe Polyacrybsure und Polyacrylsäuresalz, Wasser und eine Vernetzungskomponente umfasst.
3. Elektrodenpolster gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t Z dass die vernetzungskomponente eine Verbindung darstelit, welche mindestens zwei Epoxygruppen im Molekül enthält.
4. Elektrodenpolster gemäss Anspruch 1 oder 22 dadurch g e --~k e n n z e i c h n e t , dass das Hydrogel mindestens eine Schicht eines gewebten oder nicht-gewebten Materials einschliesst.
5. Elektrodenpolster gemäss Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass das Hydrogel im weiteren eine Filmumrandung an einer Seite des Flektrodenpolsters aufweist, welche dazu dient, den Kontakt mit dem lebenden Körper herzustellen.
6. Elektrodenpolster gemäss Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das genannte Hydrogel eine zweischichtige Struktur aufweist, wobei die Schicht, die mit dem lebenden Körper in Kontatk ist, eine wenig klebrig oder nicht-klebrige Schicht darstellt.
7. Elektrodenpolster gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Dicke des genannten Hydrogels ca. 0,5 bis 10 mm beträgt.